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3。1    Al-Si-Mg钎料连接SiC/6061Al复合材料16

3。1。1  Al-Si-Mg钎料时不同压力、不同纳米多层膜层数对焊接接头成形的影响16

3。2    Al-Si钎料连接SiC/6061Al复合材料23

3。2。1  对SiC/6061Al复合材料进行浸镀处理23

3。2。2  浸镀后的SiC/6061Al复合材料连接情况24

3。3    本章小结26

结论 28

致谢29

参考文献30

1  引言（或绪论）

软钎焊所用的钎料是熔点较低的金属材料，通常采用熔点在156～232℃之间的金属作为钎料，如：锡、锡基、铟等焊料作为连接材料。传统的钎焊方法是将母材与钎料同时加热到高于钎料熔点，但低于母材的熔点温度，使钎料融化，通过液态钎料润湿母材，填充接头间的空隙并且与母材发生相互扩散实现焊件的连接。这样的钎焊方法将焊料与母材整体加热的方式在连接热物理性能大的薄板材料时，由于线膨胀系数较大，且又是薄板，在焊接后冷却至室温的过程中会引起较大形变；同时在钎焊的过程中一般需要另外添加钎剂或者在保护气体包围的情况下以避免钎料氧化，使用这样的方式来保证焊接的质量。实际上，在钎焊过程中重要的在焊接界面提供足够的热量来使钎料融化并且完成钎料与母材间的扩散焊接。

在多种金属如Ni/Ai,Ti/Al,Ni/Si和Nb/Si等[1-4]中发现，这些金属的纳米多层膜可以产生自蔓延放热反应。这些自蔓延放热反应是由降低的原子键能量驱动，可由激光、火焰以及电火花等脉冲能量触发反应。触发反应后会导致层间原子产生扩散，反应温度最高可以达到1200℃[5]，自蔓延放热反应速率可以达到30m/s[6]。采用金属纳米多层膜的自蔓延放热反应释放的热量作为钎焊的热源是钎焊的一个重大突破，打破了传统钎焊的固有方法。这种工艺是利用金属纳米多层膜自蔓延反应释放的热量使钎焊的焊料融化来完成工件的连接。在钎焊的过程中，金属纳米多层膜自蔓延反应所释放的热量仅仅作用在很小的范围之内，使母材不至于全部加热，避免了工件因受热损伤的风险。与此同时，焊接实验是在室温下进行的，无需加热，而且不需要保护气焊接组件进行保护，只需施加一定的压力即可，使实验操作简便。

1。1  国内外研究现状

1。2  金属纳米多层膜

近年来，随着纳米技术的发展，利用纳米材料所具有的表面效应、小尺寸效应以及量子隧道效应等特点，将传统表面技术与纳米技术相结合，制备出了性能更加良好的纳米多层膜[12-13]。纳米多层膜是由不同材料互相交替沉积所构成的组分或结构发生交替变化的薄膜材料（如图1），而且各个分膜的金属或厚度都是纳米级的。每一个相邻的两层构成一个周期，称为调制波长或调制周期，它的厚度用∧来表示。当前的很多研究表明，当多层膜的调制周期在微米数量级以内时，多层膜的硬度是服从Hall Petch方程，硬度随着调制波长的缩短而升高，它的机制为Hall Petch效应。当多层膜的调制波长在纳米数量级时，硬度曲线会出现峰值，即所谓的超硬度现象。对于纳米多层膜存在的超硬度现象，在材料学理论范畴内很多人提出了不少解释，例如，膜界面协调应变效应[14]、超弹性模量效应[15]、复合材料强化理论[16]、Hall Petch强化效应[17-18]和界面位错阻碍效应[19]等。

 图1。1  纳米多层膜结构图

纳米多层膜作为一种新型薄膜，是在复合膜与单层膜的基础上所发展起来的。纳米多层膜被广泛应用于航空航天、机械加工、能源等领域，无论是作为功能材料还是结构材料都具有非常良好的发展前景。利用纳米多层膜自蔓延反应放热作为热源来进行连接是一个新的领域，而且也是一个令人非常向往的领域。纳米多层膜自蔓延反应所释放的热量可以用来融化钎料来完成工件的连接。这种技术称为被动加入，相对于传统的钎焊工艺具有许多显著的优势： (责任编辑：qin)